JP2013024065A - 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン停止中に電動式の可変バルブタイミング装置の作動によって電気系の異常に至ることを防止できるようにする。
【解決手段】エンジン停止中にバッテリ３３の充電状態やＥＤＵ３１の温度に基づいて異常予測状態（可変バルブタイミング装置１８を通常通りに作動させるとバッテリ上りやバッテリ劣化、ＥＤＵ３１の過熱等に至る可能性がある状態）であるか否かを判定し、異常予測状態であると判定した場合に、可変バルブタイミング装置１８の作動を禁止する。これにより、エンジン停止中に電動式の可変バルブタイミング装置１８の作動によって電気系の異常に至ることを未然に防止する。その後、スタータ３２の作動時に可変バルブタイミング装置１８を作動させてカム軸位相を変化させることで、スタータ３２の作動中（クランキング中）に実カム軸位相を目標カム軸位相に制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を変化させてバルブタイミングを変化させる電動式の可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置に関する発明である。

近年、車両に搭載される内燃機関（エンジン）においては、出力向上、燃費節減、排気エミッション低減等を目的として、吸気バルブや排気バルブのバルブタイミング（開閉タイミング）を変化させる可変バルブタイミング装置を採用したものがある。現在、実用化されている可変バルブタイミング装置は、クランク軸に対するカム軸の回転位相（カム軸位相）をモータ又は油圧で変化させることで、カム軸によって開閉駆動される吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングを変化させるようにしたものが多い。

モータを駆動源とする電動式の可変バルブタイミング装置においては、例えば、特許文献１（特開２０１１−９４５８１号公報）に記載されているように、内燃機関の停止中に可変バルブタイミング装置を作動させてカム軸位相（バルブタイミング）を変化させるようにしたものがある。

ところで、最近のガソリンエンジンは、燃費向上のために圧縮比を高くするようになってきているが、その弊害として暖機後始動時（暖機状態で始動するとき）にノックやプレイグによる異音が発生し易くなるという問題がある。この対策として、暖機後始動時に吸気バルブの閉弁タイミングを遅角して実圧縮比を低下させることが知られている。

特開２０１１−９４５８１号公報

本出願人は、電動式の可変バルブタイミング装置を搭載した内燃機関において、ＩＧスイッチ（イグニッションスイッチ）がオフされて内燃機関が停止したときに、吸気側のカム軸位相（吸気バルブのバルブタイミング）を低温始動用の目標カム軸位相（目標バルブタイミング）まで進角させ、その後、ＩＧスイッチがオンされたときに、暖機状態であれば、吸気側のカム軸位相を暖機後始動用の目標カム軸位相まで遅角させるシステムを研究しているが、その研究過程で次のような新たな課題が判明した。

内燃機関の停止中で暖機状態のときに、運転者がＩＧスイッチのオン／オフを繰り返すと、それに伴ってカム軸位相を暖機後始動用の目標カム軸位相まで遅角させる動作と低温始動用の目標カム軸位相まで進角させる動作を交互に繰り返すように電動式の可変バルブタイミング装置が作動する。このような場合、ＩＧスイッチのオン／オフに応じて電動式の可変バルブタイミング装置の作動が制限なく何回も繰り返されると、電力消費量が増大してバッテリ上りやバッテリ劣化が発生したり、可変バルブタイミング装置のモータの通電を制御するモータ駆動回路が過熱状態になる等の電気系の異常に至る可能性があるという問題がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、内燃機関の停止中に電動式の可変バルブタイミング装置の作動によって電気系の異常に至ることを防止することができる内燃機関の可変バルブタイミング制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「カム軸位相」という）を変化させてバルブタイミングを変化させる電動式の可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、内燃機関の停止中に可変バルブタイミング装置を通常通りに作動させると電気系の異常に至る可能性がある状態（以下この状態を「異常予測状態」という）になった場合に可変バルブタイミング装置の作動を禁止又は制限する作動制限制御手段を備えた構成としたものである。

この構成では、内燃機関の停止中に異常予測状態（可変バルブタイミング装置を通常通りに作動させると電気系の異常に至る可能性がある状態）になったときに、可変バルブタイミング装置の作動を禁止又は制限することで、内燃機関の停止中に電動式の可変バルブタイミング装置の作動によって電気系の異常（例えば、バッテリ上りやバッテリ劣化、モータ駆動回路の過熱等）に至ることを未然に防止することができる。

具体的には、請求項２のように、電力供給源であるバッテリの充電状態を判定するバッテリ充電状態判定手段を備え、内燃機関の停止中にバッテリの充電状態に基づいて異常予測状態であるか否かを判定し、異常予測状態であると判定した場合に可変バルブタイミング装置の作動を禁止又は制限するようにしても良い。このようにすれば、例えば、内燃機関の停止中にバッテリの充電状態が所定の閾値以下になったときに、バッテリの異常予測状態（可変バルブタイミング装置を通常通りに作動させるとバッテリ上りやバッテリ劣化に至る可能性がある状態）であると判定して、可変バルブタイミング装置の作動を禁止又は制限することができ、内燃機関の停止中に電動式の可変バルブタイミング装置の作動によってバッテリ上りやバッテリ劣化に至ることを未然に防止することができる。

また、請求項３のように、可変バルブタイミング装置の駆動源であるモータの通電を制御するモータ駆動回路の温度を判定するモータ駆動回路温度判定手段を備え、内燃機関の停止中にモータ駆動回路の温度に基づいて異常予測状態であるか否かを判定し、異常予測状態であると判定した場合に可変バルブタイミング装置の作動を禁止又は制限するようにしても良い。このようにすれば、例えば、内燃機関の停止中にモータ駆動回路の温度が所定の閾値以上になったときに、モータ駆動回路の異常予測状態（可変バルブタイミング装置を通常通りに作動させるとモータ駆動回路の過熱に至る可能性がある状態）であると判定して、可変バルブタイミング装置の作動を禁止又は制限することができ、内燃機関の停止中に電動式の可変バルブタイミング装置の作動によってモータ駆動回路の過熱に至ることを未然に防止することができる。

更に、請求項４のように、内燃機関の停止中に可変バルブタイミング装置の作動を禁止した場合には、内燃機関のスタータの作動時に可変バルブタイミング装置を作動させてカム軸位相を変化させるようにしても良い。このようにすれば、内燃機関の停止中に可変バルブタイミング装置の作動を禁止した場合でも、次に内燃機関を始動する際のスタータの作動時に可変バルブタイミング装置を作動させて、スタータ作動中（クランキング中）にカム軸位相（バルブタイミング）を目標カム軸位相（目標バルブタイミング）に制御することができる。しかも、電動式の可変バルブタイミング装置の作動音（例えばギヤの音）をスタータの作動音に紛らわせることができ、可変バルブタイミング装置の作動音を運転者に聞こえ難くすることができる。

また、本発明は、請求項５のように、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「カム軸位相」という）を変化させてバルブタイミングを変化させる電動式の可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、内燃機関のスタータの作動時に可変バルブタイミング装置を作動させてカム軸位相を変化させる制御手段を備えた構成としても良い。

この構成では、内燃機関を始動する際のスタータの作動時に可変バルブタイミング装置を作動させて、スタータ作動中（クランキング中）にカム軸位相（バルブタイミング）を目標カム軸位相（目標バルブタイミング）に制御することができる。これにより、内燃機関の停止中に可変バルブタイミング装置を作動させる必要がなくなる又は作動させる回数を減らすことができるため、内燃機関の停止中に電動式の可変バルブタイミング装置の作動によって電気系の異常（例えば、バッテリ上りやバッテリ劣化、モータ駆動回路の過熱等）に至ることを防止することができる。しかも、電動式の可変バルブタイミング装置の作動音（例えばギヤの音）をスタータの作動音に紛らわせることができ、可変バルブタイミング装置の作動音を運転者に聞こえ難くすることができる。

図１は本発明の実施例１におけるバルブタイミング制御システム全体の概略構成を示す図である。 図２は可変バルブタイミング装置の概略構成図である。 図３は実施例１の位相制御の実行例（その１）を説明するタイムチャートである。 図４は実施例１の位相制御の実行例（その２）を説明するタイムチャートである。 図５は目標位相設定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図６は実施例１の位相制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図７は実施例２の位相制御の実行例を説明するタイムチャートである。 図８は実施例２の位相制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を吸気バルブの可変バルブタイミング装置に適用して具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図６に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてシステム全体の概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン１１は、クランク軸１２からの動力がタイミングチェーン１３（又はタイミングベルト）により各スプロケット１４，１５を介して吸気側カム軸１６と排気側カム軸１７とに伝達されるようになっている。但し、吸気側カム軸１６には、電動式の可変バルブタイミング装置１８が設けられている。この可変バルブタイミング装置１８によって、クランク軸１２に対する吸気側カム軸１６の回転位相（カム軸位相）を変化させることで、吸気側カム軸１６によって開閉駆動される吸気バルブ（図示せず）のバルブタイミング（開閉タイミング）を変化させるようになっている。

また、吸気側カム軸１６の外周側には、吸気側カム軸１６の回転に同期して所定のカム角毎にカム角信号を出力するカム角センサ１９が取り付けられている。一方、クランク軸１２の外周側には、クランク軸１２の回転に同期して所定のクランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサ２０が取り付けられている。

エンジン１１には、始動時にクランク軸１２を回転駆動（クランキング）するためのスタータ３２が取り付けられている。また、電力供給源であるバッテリ３３には、バッテリ３３の充電電流や放電電流を検出する電流センサ３４が接続されている。

次に、図２に基づいて電動式の可変バルブタイミング装置１８の概略構成を説明する。尚、電動式の可変バルブタイミング装置１８の構成は、図２に示す構成に限定されず、適宜変更しても良い。

可変バルブタイミング装置１８の位相可変機構２１は、吸気側カム軸１６と同心状に配置された内歯付きのアウタギヤ２２と、このアウタギヤ２２の内周側に同心状に配置された外歯付きのインナギヤ２３と、これらアウタギヤ２２とインナギヤ２３との間に配置されて両者に噛み合う遊星ギヤ２４とから構成されている。アウタギヤ２２は、クランク軸１２と同期して回転するスプロケット１４と一体的に回転するように設けられ、インナギヤ２３は、吸気側カム軸１６と一体的に回転するように設けられている。また、遊星ギヤ２４は、アウタギヤ２２とインナギヤ２３に噛み合った状態でインナギヤ２３の回りを円軌道を描くように旋回することで、アウタギヤ２２の回転力をインナギヤ２３に伝達する役割を果たすと共に、アウタギヤ２２の回転速度に対する遊星ギヤ２４の旋回速度（公転速度）を変化させることで、アウタギヤ２２に対するインナギヤ２３の回転位相（カム軸位相）を調整するようになっている。

一方、エンジン１１には、遊星ギヤ２４の旋回速度を可変するためのモータ２６が設けられている。このモータ２６の回転軸２７は、吸気側カム軸１６、アウタギヤ２２及びインナギヤ２３と同軸上に配置され、このモータ２６の回転軸２７と遊星ギヤ２４の支持軸２５とが、径方向に延びる連結部材２８を介して連結されている。これにより、モータ２６の回転に伴って、遊星ギヤ２４が支持軸２５を中心に回転（自転）しながらインナギヤ２３の外周の円軌道を旋回（公転）できるようになっている。また、モータ２６には、モータ２６の回転に同期して所定回転角毎にモータ回転角信号を出力するモータ回転角センサ２９（図１参照）が取り付けられている。このモータ回転角センサ２９の出力信号に基づいてモータ２６の回転角や回転速度が検出される。

この可変バルブタイミング装置１８は、定常時に吸気側カム軸１６をクランク軸１２の回転速度の１／２の回転速度で駆動するようにアウタギヤ２２とインナギヤ２３と遊星ギヤ２４が構成され、クランク軸１２の回転速度の１／２の回転速度（定常時にはクランク軸１２の回転速度の１／２＝吸気側カム軸１６の回転速度となる）に対してモータ２６の回転速度を調整することで、吸気バルブのバルブタイミング（吸気側のカム軸位相）を変化させるようになっている。

バルブタイミングを変化させないときは、モータ２６の回転速度をアウタギヤ２２の回転速度（クランク軸１２の回転速度の１／２の回転速度）に一致させて、遊星ギヤ２４の旋回速度をアウタギヤ２２の回転速度に一致させることで、アウタギヤ２２とインナギヤ２３との回転位相の差を現状維持してバルブタイミング（カム軸位相）を現状維持する。尚、モータ２６の非駆動時に、モータ２６の回転軸がアウタギヤ２２と同期して回転するように構成して、モータ２６の回転速度がアウタギヤ２２の回転速度（クランク軸１２の回転速度の１／２の回転速度）に一致するようにしても良い。

そして、バルブタイミングを変化させるときは、モータ２６の回転速度をアウタギヤ２２の回転速度に対して変化させて、遊星ギヤ２４の旋回速度をアウタギヤ２２の回転速度に対して変化させることで、アウタギヤ２２とインナギヤ２３との回転位相の差を変化させてバルブタイミング（カム軸位相）を変化させる。

例えば、バルブタイミングを進角する場合には、モータ２６の回転速度をアウタギヤ２２の回転速度よりも速くして、遊星ギヤ２４の旋回速度をアウタギヤ２２の回転速度よりも速くすることで、アウタギヤ２２に対するインナギヤ２３の回転位相を進角してバルブタイミング（カム軸位相）を進角する。

一方、バルブタイミングを遅角する場合には、モータ２６の回転速度をアウタギヤ２２の回転速度よりも遅くして、遊星ギヤ２４の旋回速度をアウタギヤ２２の回転速度よりも遅くすることで、アウタギヤ２２に対するインナギヤ２３の回転位相を遅角してバルブタイミング（カム軸位相）を遅角する。

前述した各種センサの出力は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と表記する）３０に入力される。このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度（吸入空気量）等を制御する。

また、ＥＣＵ３０は、エンジン運転中に、カム角センサ１９とクランク角センサ２０の出力信号に基づいてクランク軸１２に対する吸気側カム軸１６の実回転位相（実カム軸位相）を演算すると共に、エンジン運転条件に応じて目標カム軸位相を演算し、この目標カム軸位相（目標バルブタイミング）と実カム軸位相（実バルブタイミング）との偏差及びエンジン回転速度に基づいて目標モータ回転速度を演算し、演算した目標モータ回転速度の信号をモータ駆動回路（以下「ＥＤＵ」と表記する）３１に出力する。このＥＤＵ３１は、目標モータ回転速度と実モータ回転速度との偏差を小さくするようにモータ２６の通電デューティ比（通電制御量）をフィードバック制御することで、実カム軸位相を目標カム軸位相にフィードバック制御する。尚、ＥＤＵ３１の機能をＥＣＵ３０に組み込むようにしても良い。

モータ２６の通電を制御するＥＤＵ３１には、ＥＤＵ温度（例えばＥＤＵ３１内部の温度）を検出するＥＤＵ温度センサ３５（モータ駆動回路温度判定手段）が設けられ、モータ２６には、モータ温度（例えばモータ２６内部の温度）を検出するモータ温度センサ（図示せず）が設けられている。

また、ＥＣＵ３０（或はＥＣＵ３０とＥＤＵ３１）は、後述する図５及び図６の各ルーチンを実行することで、図３及び図４のタイムチャートに示すように、ＩＧスイッチ３６（イグニッションスイッチ）がオフされてエンジン１１が停止した時点ｔ1 で、目標カム軸位相（目標バルブタイミング）を低温始動用の目標カム軸位相（例えば所定進角位置）に切り換えて、実カム軸位相（実バルブタイミング）を低温始動用の目標カム軸位相まで進角させ、その後、ＩＧスイッチ３６がオンされた時点ｔ2 で、暖機状態であれば、目標カム軸位相を暖機後始動用の目標カム軸位相（例えば最遅角位置）に切り換えて、実カム軸位相を暖機後始動用の目標カム軸位相まで遅角させる。尚、エンジン停止中にカム軸位相を制御するために、ＩＧスイッチ３６のオフ後でも、電源ラインのメインリレーをオンすることでＥＣＵ３０やモータ２６等へ通電できるようになっている。

しかし、エンジン停止中で暖機状態のときに、運転者がＩＧスイッチ３６のオン／オフを繰り返すと、それに伴って実カム軸位相を暖機後始動用の目標カム軸位相まで遅角させる動作と低温始動用の目標カム軸位相まで進角させる動作を交互に繰り返すように電動式の可変バルブタイミング装置１８が作動する。このような場合、ＩＧスイッチ３６のオン／オフに応じて電動式の可変バルブタイミング装置１８の作動が制限なく何回も繰り返されると、電力消費量が増大してバッテリ上りやバッテリ劣化が発生したり、ＥＤＵ３１が過熱状態になる等の電気系の異常に至る可能性がある。

この対策として、本実施例１では、エンジン停止中に可変バルブタイミング装置１８を通常通りに作動させると電気系の異常に至る可能性がある状態（以下この状態を「異常予測状態」という）になった場合に可変バルブタイミング装置１８の作動を禁止する。但し、目標カム軸位相が低温始動用の目標カム軸位相に設定されているとき（つまり実カム軸位相を低温始動用の目標カム軸位相まで進角させるとき）には可変バルブタイミング装置１８の作動を許可するようにしても良い。

具体的には、図３に示すように、ＥＣＵ３０は、電流センサ３４で検出したバッテリ３３の充放電電流に基づいてバッテリ３３の充電状態（ＳＯＣ：Sate Of Charge）を算出する。例えば、電流センサ３４で検出したバッテリ３３の充放電電流の検出値を積算していく。この際、バッテリ３３の充電電流をプラス値とし、バッテリ３３の放電電流をマイナス値とすることで、充放電電流積算値をバッテリ３３のＳＯＣに応じて増減させる。これにより、充放電電流積算値をバッテリ３３のＳＯＣの検出データとして用いることが可能となる。この機能が特許請求の範囲でいうバッテリ充電状態判定手段としての役割を果たす。尚、バッテリ３３のＳＯＣの判定方法は、適宜変更しても良く、例えば、バッテリ３３の開放端子電圧とＳＯＣとの関係を表すマップを参照して、現在のバッテリ３３の開放端子電圧に応じたＳＯＣを算出するようにしても良い。

そして、エンジン停止中にバッテリ３３のＳＯＣが所定の閾値Ｋ以下であるか否かによって、バッテリ３３の異常予測状態（可変バルブタイミング装置１８を通常通りに作動させるとバッテリ上りやバッテリ劣化に至る可能性がある状態）であるか否かを判定し、バッテリ３３のＳＯＣが閾値Ｋ以下になったときに、バッテリ３３の異常予測状態であると判定して、可変バルブタイミング装置１８の作動を禁止する（但し、目標カム軸位相＝低温始動用の目標カム軸位相のときには可変バルブタイミング装置１８の作動を許可するようにしても良い）。これにより、エンジン停止中に電動式の可変バルブタイミング装置１８の作動によってバッテリ上りやバッテリ劣化に至ることを防止する。

また、図４に示すように、ＥＣＵ３０は、エンジン停止中にＥＤＵ温度センサ３５で検出したＥＤＵ温度が所定の閾値Ｔ1 以上であるか否かによって、ＥＤＵ３１の異常予測状態（可変バルブタイミング装置１８を通常通りに作動させるとＥＤＵ３１の過熱に至る可能性がある状態）であるか否かを判定し、ＥＤＵ温度が閾値Ｔ1 以上になったときに、ＥＤＵ３１の異常予測状態であると判定して、可変バルブタイミング装置１８の作動を禁止する（但し、目標カム軸位相＝低温始動用の目標カム軸位相のときには可変バルブタイミング装置１８の作動を許可するようにしても良い）。これにより、エンジン停止中に電動式の可変バルブタイミング装置１８の作動によってＥＤＵ３１の過熱に至ることを防止する。

また、ＥＣＵ３０は、エンジン停止中にモータ温度センサ（図示せず）で検出したモータ温度が所定の閾値Ｔ2 以上であるか否かによって、モータ２６の異常予測状態（可変バルブタイミング装置１８を通常通りに作動させるとモータ２６の過熱に至る可能性がある状態）であるか否かを判定し、モータ温度が閾値Ｔ2 以上になったときに、モータ２６の異常予測状態であると判定して、可変バルブタイミング装置１８の作動を禁止する（但し、目標カム軸位相＝低温始動用の目標カム軸位相のときには可変バルブタイミング装置１８の作動を許可するようにしても良い）。これにより、エンジン停止中に電動式の可変バルブタイミング装置１８の作動によってモータ２６の過熱に至ることを防止する。

更に、図３及び図４に示すように、ＥＣＵ３０は、エンジン停止中に可変バルブタイミング装置１８の作動を禁止した場合には、スタータスイッチ３７がオンされた時点ｔ3 で、可変バルブタイミング装置１８の作動を許可することで、スタータ３２の作動時に可変バルブタイミング装置１８を作動させてカム軸位相を変化させる。これにより、スタータ３２の作動中（クランキング中）に実カム軸位相を目標カム軸位相に制御する。
以下、本実施例１でＥＣＵ３０（或はＥＣＵ３０とＥＤＵ３１）が実行する図５及び図６の各ルーチンの処理内容を説明する。

［目標位相設定ルーチン］
図５に示す目標位相設定ルーチンは、ＥＣＵ３０の電源オン中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、エンジン停止中（例えばエンジン回転速度＝０）であるか否かを判定し、エンジン停止中ではない（つまりエンジン運転中である）と判定された場合には、ステップ１０６に進み、エンジン運転状態に応じて目標カム軸位相を設定する。

その後、上記ステップ１０１で、エンジン停止中であると判定された場合には、ステップ１０２に進み、ＩＧスイッチ３６がオフ（ＯＦＦ）であるか否かを判定し、ＩＧスイッチ３６がオフであると判定された場合には、ステップ１０４に進み、目標カム軸位相を低温始動用の目標カム軸位相（例えば所定進角位置）に設定する。

一方、上記ステップ１０２で、ＩＧスイッチ３６がオン（ＯＮ）であると判定された場合には、ステップ１０３に進み、エンジン１１が暖機状態であるか否かを、例えば、冷却水温が所定温度以上であるか否かによって判定する。

このステップ１０３で、エンジン１１が暖機状態ではないと判定された場合には、ステップ１０４に進み、目標カム軸位相を低温始動用の目標カム軸位相（例えば所定進角位置）に設定する。

これに対して、上記ステップ１０３で、エンジン１１が暖機状態であると判定された場合には、ステップ１０５に進み、目標カム軸位相を暖機後始動用の目標カム軸位相（例えば最遅角位置）に設定する。

［位相制御ルーチン］
図６に示す位相制御ルーチンは、ＥＣＵ３０の電源オン中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう作動制限制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、エンジン停止中（例えばエンジン回転速度＝０）であるか否かを判定し、エンジン停止中ではない（つまりエンジン運転中である）と判定された場合には、ステップ２１１に進み、エンジン運転中の位相制御を実行する。

その後、上記ステップ２０１で、エンジン停止中であると判定された場合には、ステップ２０２に進み、目標カム軸位相が低温始動用の目標カム軸位相に設定されているか否かを判定し、目標カム軸位相が低温始動用の目標カム軸位相に設定されていると判定された場合には、ステップ２０８に進み、可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）の作動を許可する。

一方、上記ステップ２０２で、目標カム軸位相が低温始動用の目標カム軸位相に設定されていない（つまり目標カム軸位相が暖機後始動用の目標カム軸位相に設定されている）と判定された場合には、次のステップ２０３〜２０５で、異常予測状態（可変バルブタイミング装置１８を通常通りに作動させると電気系の異常に至る可能性がある状態）であるか否かを、例えば、次の(1) 〜(3) の条件によって判定する。

(1) バッテリ３３のＳＯＣが所定の閾値Ｋ以下であること（ステップ２０３）
(2) ＥＤＵ温度が所定の閾値Ｔ1 以上であること（ステップ２０４）
(3) モータ温度が所定の閾値Ｔ2 以上であること（ステップ２０５）

上記ステップ２０３〜２０５で全て「Ｎｏ」と判定された場合には、異常予測状態ではないと判断して、ステップ２０８に進み、可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）の作動を許可する。

可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）の作動を許可した場合には、ステップ２０９に進み、実カム軸位相と目標カム軸位相との差の絶対値が所定値よりも大きいか否かを判定し、実カム軸位相と目標カム軸位相との差の絶対値が所定値よりも大きいと判定されれば、ステップ２１０に進み、可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）を作動させて、実カム軸位相を目標カム軸位相に制御（例えばフィードバック制御）する。

これに対して、上記ステップ２０３〜２０５のうちのいずれか１つで「Ｙｅｓ」と判定された場合には、異常予測状態であると判断する。
例えば、上記ステップ２０３で、バッテリ３３のＳＯＣが閾値Ｋ以下であると判定された場合には、バッテリ３３の異常予測状態（可変バルブタイミング装置１８を通常通りに作動させるとバッテリ上りやバッテリ劣化に至る可能性がある状態）であると判断して、ステップ２０６に進み、可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）の作動を禁止する。

また、上記ステップ２０４で、ＥＤＵ温度が所定の閾値Ｔ1 以上であると判定された場合には、ＥＤＵ３１の異常予測状態（可変バルブタイミング装置１８を通常通りに作動させるとＥＤＵ３１の過熱に至る可能性がある状態）であると判断して、ステップ２０６に進み、可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）の作動を禁止する。

また、上記ステップ２０５で、モータ温度が所定の閾値Ｔ2 以上であると判定された場合には、モータ２６の異常予測状態（可変バルブタイミング装置１８を通常通りに作動させるとモータ２６の過熱に至る可能性がある状態）であると判断して、ステップ２０６に進み、可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）の作動を禁止する。

可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）の作動を禁止した場合には、ステップ２０７に進み、スタータスイッチ３７がオン（ＯＮ）されたか否かを判定し、まだスタータスイッチ３７がオフ（ＯＦＦ）であると判定された場合には、可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）の作動を禁止したまま、本ルーチンを終了する。

その後、上記ステップ２０７で、スタータスイッチ３７がオン（ＯＮ）されたと判定された時点で、ステップ２０８に進み、可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）の作動を許可する。この場合、実カム軸位相と目標カム軸位相との差の絶対値が所定値よりも大きいと判定されれば、可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）を作動させて、実カム軸位相を目標カム軸位相に制御する（ステップ２０９、２１０）。

以上説明した本実施例１では、エンジン停止中にバッテリ３３のＳＯＣが所定の閾値Ｋ以下であるか否かによって、バッテリ３３の異常予測状態（可変バルブタイミング装置１８を通常通りに作動させるとバッテリ上りやバッテリ劣化に至る可能性がある状態）であるか否かを判定し、バッテリ３３のＳＯＣが閾値Ｋ以下になったときに、バッテリ３３の異常予測状態であると判定して、可変バルブタイミング装置１８の作動を禁止するようにしたので、エンジン停止中に電動式の可変バルブタイミング装置１８の作動によってバッテリ上りやバッテリ劣化に至ることを未然に防止することができる。

また、本実施例１では、エンジン停止中にＥＤＵ温度センサ３５で検出したＥＤＵ温度が所定の閾値Ｔ1 以上であるか否かによって、ＥＤＵ３１の異常予測状態（可変バルブタイミング装置１８を通常通りに作動させるとＥＤＵ３１の過熱に至る可能性がある状態）であるか否かを判定し、ＥＤＵ温度が閾値Ｔ1 以上になったときに、ＥＤＵ３１の異常予測状態であると判定して、可変バルブタイミング装置１８の作動を禁止するようにしたので、エンジン停止中に電動式の可変バルブタイミング装置１８の作動によってＥＤＵ３１の過熱に至ることを未然に防止することができる。

また、本実施例１では、エンジン停止中にモータ温度センサで検出したモータ温度が所定の閾値Ｔ2 以上であるか否かによって、モータ２６の異常予測状態（可変バルブタイミング装置１８を通常通りに作動させるとモータ２６の過熱に至る可能性がある状態）であるか否かを判定し、モータ温度が閾値Ｔ2 以上になったときに、モータ２６の異常予測状態であると判定して、可変バルブタイミング装置１８の作動を禁止するようにしたので、エンジン停止中に電動式の可変バルブタイミング装置１８の作動によってモータ２６の過熱に至ることを未然に防止することができる。

更に、本実施例１では、エンジン停止中に可変バルブタイミング装置１８の作動を禁止した場合には、スタータ３２の作動時に可変バルブタイミング装置１８を作動させてカム軸位相を変化させるようにしたので、エンジン停止中に可変バルブタイミング装置１８の作動を禁止した場合でも、次にエンジン１１を始動する際のスタータ３２の作動中（クランキング中）に実カム軸位相を目標カム軸位相に制御することができると共に、電動式の可変バルブタイミング装置１８の作動音（例えばギヤの音）をスタータ３２の作動音に紛らわせることができ、可変バルブタイミング装置１８の作動音を運転者に聞こえ難くすることができる。

尚、上記実施例１では、エンジン停止中にバッテリ３３のＳＯＣが閾値Ｋ以下になったときに、可変バルブタイミング装置１８の作動を禁止するようにしたが、これに限定されず、例えば、エンジン停止中にバッテリ３３のＳＯＣが所定値以下になったときに、可変バルブタイミング装置１８の作動回数を所定の上限回数で制限するようにしても良い。その際、バッテリ３３のＳＯＣに応じて上限回数を設定するようにしても良い。或は、エンジン停止中にバッテリ３３のＳＯＣが所定値以下になったときに、可変バルブタイミング装置１８の作動速度を所定の上限速度で制限するようにしても良い。その際、バッテリ３３のＳＯＣに応じて上限速度を設定するようにしても良い。

また、上記実施例１では、エンジン停止中にＥＤＵ温度が閾値Ｔ1 以上になったときに、可変バルブタイミング装置１８の作動を禁止するようにしたが、これに限定されず、例えば、エンジン停止中にＥＤＵ温度が所定値以上になったときに、可変バルブタイミング装置１８の作動回数を所定の上限回数で制限するようにしても良い。その際、ＥＤＵ温度に応じて上限回数を設定するようにしても良い。或は、エンジン停止中にＥＤＵ温度が所定値以上になったときに、可変バルブタイミング装置１８の作動速度を所定の上限速度で制限するようにしても良い。その際、ＥＤＵ温度に応じて上限速度を設定するようにしても良い。

また、上記実施例１では、エンジン停止中にモータ温度が閾値Ｔ2 以上になったときに、可変バルブタイミング装置１８の作動を禁止するようにしたが、これに限定されず、例えば、エンジン停止中にモータ温度が所定値以上になったときに、可変バルブタイミング装置１８の作動回数を所定の上限回数で制限するようにしても良い。その際、モータ温度に応じて上限回数を設定するようにしても良い。或は、エンジン停止中にモータ温度が所定値以上になったときに、可変バルブタイミング装置１８の作動速度を所定の上限速度で制限するようにしても良い。その際、モータ温度に応じて上限速度を設定するようにしても良い。

また、上記実施例１では、ＥＤＵ温度やモータ温度を温度センサで検出するようにしたが、これに限定されず、例えば、可変バルブタイミング装置１８の作動状態、冷却水温、油温、吸気温、外気温等のうちの少なくとも１つに基づいて、ＥＤＵ温度やモータ温度を推定（算出）するようにしても良い。

次に、図７及び図８を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

本実施例２では、ＥＣＵ３０（或はＥＣＵ３０とＥＤＵ３１）により後述する図８の位相制御ルーチンを実行することで、図７のタイムチャートに示すように、エンジン停止中にスタータスイッチ３７がオフされているときには、可変バルブタイミング装置１８の作動を禁止する（但し、目標カム軸位相＝低温始動用の目標カム軸位相のときには可変バルブタイミング装置１８の作動を許可するようにしても良い）。その後、スタータスイッチ３７がオンされた時点ｔ3 で、可変バルブタイミング装置１８の作動を許可することで、スタータ３２の作動時に可変バルブタイミング装置１８を作動させてカム軸位相を変化させる。これにより、スタータ３２の作動中（クランキング中）に実カム軸位相を目標カム軸位相に制御する。

図８の位相制御ルーチンは、ＥＣＵ３０の電源オン中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、エンジン停止中（例えばエンジン回転速度＝０）であるか否かを判定し、エンジン停止中ではない（つまりエンジン運転中である）と判定された場合には、ステップ３０８に進み、エンジン運転中の位相制御を実行する。

その後、上記ステップ３０１で、エンジン停止中であると判定された場合には、ステップ３０２に進み、目標カム軸位相が低温始動用の目標カム軸位相に設定されているか否かを判定し、目標カム軸位相が低温始動用の目標カム軸位相に設定されていると判定された場合には、ステップ３０５に進み、可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）の作動を許可する。

一方、上記ステップ３０２で、目標カム軸位相が低温始動用の目標カム軸位相に設定されていない（つまり目標カム軸位相が暖機後始動用の目標カム軸位相に設定されている）と判定された場合には、ステップ３０３に進み、スタータスイッチ３７がオン（ＯＮ）されたか否かを判定し、まだスタータスイッチ３７がオフ（ＯＦＦ）であると判定された場合には、ステップ３０４に進み、可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）の作動を禁止する。

その後、上記ステップ３０３で、スタータスイッチ３７がオン（ＯＮ）されたと判定された時点で、ステップ３０５に進み、可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）の作動を許可する。

可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）の作動を許可した場合には、ステップ３０６に進み、実カム軸位相と目標カム軸位相との差の絶対値が所定値よりも大きいか否かを判定し、実カム軸位相と目標カム軸位相との差の絶対値が所定値よりも大きいと判定されれば、ステップ３０７に進み、可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）を作動させて、実カム軸位相を目標カム軸位相に制御（例えばフィードバック制御）する。

以上説明した本実施例２では、エンジン１１を始動する際のスタータ３２の作動時に可変バルブタイミング装置１８を作動させてカム軸位相を変化させるようにしたので、スタータ３２の作動中（クランキング中）に実カム軸位相を目標カム軸位相に制御することができる。これにより、エンジン停止中に可変バルブタイミング装置１８を作動させる必要がなくなる又は作動させる回数を減らすことができるため、エンジン停止中に電動式の可変バルブタイミング装置１８の作動によって電気系の異常（例えば、バッテリ上りやバッテリ劣化、ＥＤＵ３１の過熱等）に至ることを防止することができる。しかも、電動式の可変バルブタイミング装置１８の作動音（例えばギヤの音）をスタータ３２の作動音に紛らわせることができ、可変バルブタイミング装置１８の作動音を運転者に聞こえ難くすることができる。

尚、上記各実施例１，２では、本発明を吸気バルブの可変バルブタイミング装置に適用したが、排気バルブの可変バルブタイミング装置に本発明を適用しても良い。更に、可変バルブタイミング装置の位相可変機構は、上記実施例で説明した構成（図２参照）に限定されず、他の方式の位相可変機構を用いても良く、要は、モータ等の電気アクチュエータでクランク軸に対するカム軸の回転位相を変化させてバルブタイミングを変化させる電動式の可変バルブタイミング装置であれば良い。

１１…エンジン（内燃機関）、１２…クランク軸、１６…吸気側カム軸、１８…可変バルブタイミング装置、１９…カム角センサ、２０…クランク角センサ、２６…モータ、２９…モータ回転角センサ、３０…ＥＣＵ（作動制限制御手段，バッテリ充電状態判定手段，制御手段）、３１…ＥＤＵ（モータ駆動回路）、３２…スタータ、３３…バッテリ、３４…電流センサ、３５…ＥＤＵ温度センサ（モータ駆動回路温度判定手段）

Claims (5)

1. 内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「カム軸位相」という）を変化させてバルブタイミングを変化させる電動式の可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、
   内燃機関の停止中に前記可変バルブタイミング装置を通常通りに作動させると電気系の異常に至る可能性がある状態（以下この状態を「異常予測状態」という）になった場合に前記可変バルブタイミング装置の作動を禁止又は制限する作動制限制御手段を備えていることを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
2. 電力供給源であるバッテリの充電状態を判定するバッテリ充電状態判定手段を備え、
   前記作動制限制御手段は、内燃機関の停止中に前記バッテリの充電状態に基づいて前記異常予測状態であるか否かを判定し、前記異常予測状態であると判定した場合に前記可変バルブタイミング装置の作動を禁止又は制限することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
3. 前記可変バルブタイミング装置の駆動源であるモータの通電を制御するモータ駆動回路の温度を判定するモータ駆動回路温度判定手段を備え、
   前記作動制限制御手段は、内燃機関の停止中に前記モータ駆動回路の温度に基づいて前記異常予測状態であるか否かを判定し、前記異常予測状態であると判定した場合に前記可変バルブタイミング装置の作動を禁止又は制限することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
4. 前記作動制限制御手段は、内燃機関の停止中に前記可変バルブタイミング装置の作動を禁止した場合には、内燃機関のスタータの作動時に前記可変バルブタイミング装置を作動させて前記カム軸位相を変化させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
5. 内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「カム軸位相」という）を変化させてバルブタイミングを変化させる電動式の可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、
   内燃機関のスタータの作動時に前記可変バルブタイミング装置を作動させて前記カム軸位相を変化させる制御手段を備えていることを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。

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